JP2019035679A - Charging rate calculation device - Google Patents

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憲一郎 木村
Kenichiro Kimura
憲一郎 木村
服部 剛幸
Takeyuki Hattori
剛幸 服部
渡辺 健治
Kenji Watanabe
健治 渡辺
悠太 福島
Yuta Fukushima
悠太 福島
黒瀬 一輝
Kazuteru Kurose
一輝 黒瀬
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Abstract

To keep a calculation accuracy of a charging rate even in a vehicle having a small number of external charging opportunities.SOLUTION: A charging rate calculation device 80 calculates a charging rate of a battery 50 for sending/receiving electric power from a motor 23. A current sensor 54 detects the current input/output to the battery 50. A first electric power calculation unit 82 calculates a first electric power amount input/output to the battery 50. A second electric power calculation unit 84 calculates a second electric power amount input/output to the motor 23 on the basis of an operation state of the motor 23. An abnormality determination unit 88 determines whether the charging rate is abnormal on the basis of the comparison result between a first electric power amount and a second electric power amount.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、バッテリの充電率を算出する充電率算出装置に関する。   The present invention relates to a charging rate calculation device that calculates a charging rate of a battery.

従来、バッテリに蓄積された電力を用いてモータを駆動し走行する電動車等では、駆動用バッテリの充電率(SOC:state of charge)を算出し、制御に用いている。
例えば、下記特許文献1では、車両状態及びバッテリ状態に基づいて、バッテリ残量の演算を大規模演算で行うか、簡易演算で行うかを判定している。バッテリの過放電、過充電の危険性が小さい場合には、簡易演算でバッテリ残量の演算を行うことでバッテリ管理装置における消費電力を削減し、また、バッテリの過放電、過充電の危険性が大きい場合には、大規模演算により精度よくバッテリ残量を算出することでバッテリの劣化を抑制する旨が記載されている。
Conventionally, in an electric vehicle or the like that travels by driving a motor using electric power stored in a battery, a state of charge (SOC) of the driving battery is calculated and used for control.
For example, in the following Patent Document 1, it is determined based on the vehicle state and the battery state whether the remaining battery charge is calculated by a large-scale calculation or a simple calculation. When the risk of battery overdischarge and overcharge is small, the power consumption in the battery management device can be reduced by calculating the remaining battery level with a simple calculation, and the risk of battery overdischarge and overcharge Is large, it is described that the battery remaining amount is accurately calculated by large-scale calculation to suppress the deterioration of the battery.

特開2017−3286号公報JP 2017-3286

上述したように、電動車ではバッテリの充電率に基づいた制御が行われており、算出した充電率が正確か否かが重要となる。算出した充電率がではない場合、例えば過充電や過放電が生じて車両が走行停止に至る可能性もある。
従来、充電率の算出は、バッテリからの入出力電力の積算値および外部充電時の開回路電圧(OCV:Open circuit voltage)を用いて行っている。より詳細には、車両の走行中はバッテリからの入出力電力を積算して充電率を算出するとともに、外部充電時には開回路電圧から充電率を算出し、それらの値を比較することにより充電率の誤差の補正や、各種機器の故障検出(例えばバッテリに取り付けられたセンサ類やECUなどの故障)を行っている。
しかしながら、一部の電動車、特に発電用のエンジンを搭載している車両などにおいては、外部充電の頻度が少なくなるため、バッテリからの入出力電力に基づいて算出した充電率が誤った値でも検出できる頻度が低くなるという課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、外部充電の機会が少ない車両においても充電率の算出精度を維持することにある。
As described above, in an electric vehicle, control based on the charging rate of the battery is performed, and it is important whether the calculated charging rate is accurate. If the calculated charging rate is not, for example, overcharge or overdischarge may occur, and the vehicle may stop traveling.
Conventionally, the charging rate is calculated using an integrated value of input / output power from the battery and an open circuit voltage (OCV) during external charging. More specifically, while the vehicle is running, the charging rate is calculated by integrating the input / output power from the battery, and at the time of external charging, the charging rate is calculated from the open circuit voltage and the values are compared to calculate the charging rate. Error correction and failure detection of various devices (for example, failure of sensors or ECUs attached to the battery).
However, in some electric vehicles, especially vehicles equipped with a power generation engine, the frequency of external charging is reduced, so even if the charging rate calculated based on the input / output power from the battery is incorrect, There exists a subject that the frequency which can be detected becomes low.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to maintain the calculation accuracy of the charging rate even in a vehicle with few opportunities for external charging.

上述の目的を達成するため、請求項1の発明にかかる充電率算出装置は、車両に搭載された第1の回転電機と電力授受を行なうバッテリの充電率を算出する充電率算出装置であって、前記バッテリに入出力される電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部で検出された電流に基づいて前記バッテリに入出力される第1の電力量を演算する第1の電力演算部と、前記第1の回転電機の稼動状態に基づいて前記第1の回転電機から入出力される第2の電力量を演算する第2の電力演算部と、前記第1の電力量と前記第2の電力量との比較結果に基づいて、前記充電率に異常があるか否かを判定する異常判定部と、を備えたことを特徴とする。
請求項2の発明にかかる充電率算出装置は、前記バッテリおよび前記第1の回転電機には、エンジンにより駆動されて発電する第2の回転電機が接続されており、前記第2の電力演算部は、前記第1の回転電機に入出力される電力量と前記第2の回転電機から入出力される電力量との和により前記第2の電力量を算出する、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかる充電率算出装置は、前記第1の回転電機は前記車両の駆動輪を駆動するモータであり、前記第1の電力演算部は、所定の時刻における前記バッテリの出力電圧と、前記所定の時刻における前記バッテリの出力電流との積を所定期間分積分して前記第1の電力量を算出し、前記第2の電力演算部は、前記所定の時刻における前記モータの出力トルク、前記所定の時刻における前記モータの回転数および所定の係数との積と、前記所定の時刻における前記第2の回転電機の出力トルク、前記所定の時刻における前記第2の回転電機の回転数および前記係数との積と、の和を前記所定期間分積分して前記第2の電力量を算出する、ことを特徴とする。
請求項4の発明にかかる充電率算出装置は、前記異常判定部は、前記第1の電力量または前記第2の電力量の少なくともいずれかが所定電力値以上となった際に前記第1の電力量と前記第2の電力量との差分を算出し、前記差分が所定電力値以上と判定した際に、前記充電率に異常ありと判定する、ことを特徴とする。
請求項5の発明にかかる充電率算出装置は、前記異常判定部は、前記第1の電力量が前記第2の電力量よりも先に前記所定電力値以上となった場合、前記電流検出部に異常があると判定する、ことを特徴とする。
請求項6の発明にかかる充電率算出装置は、前記異常判定部は、所定の基準時から積算した前記第2の電力量が所定の積算値以上であるのに対して、前記基準時から積算した前記第1の電力量が0または0の近傍値である場合、前記充電率に異常があると判定する、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a charging rate calculation apparatus according to claim 1 is a charging rate calculation apparatus that calculates a charging rate of a battery that exchanges power with a first rotating electrical machine mounted on a vehicle. A current detection unit for detecting a current input / output to / from the battery, and a first power calculation unit for calculating a first power amount input / output to / from the battery based on the current detected by the current detection unit A second power calculator that calculates a second power amount input / output from the first rotating electrical machine based on an operating state of the first rotating electrical machine, the first power amount, and the first power And an abnormality determining unit that determines whether or not the charging rate is abnormal based on a comparison result with the amount of electric power of 2.
According to a second aspect of the present invention, the battery and the first rotating electrical machine are connected to a second rotating electrical machine that is driven by an engine and generates electric power, and the second power calculation unit. Is characterized in that the second electric energy is calculated from the sum of the electric energy input / output to / from the first rotating electric machine and the electric energy input / output from the second rotating electric machine.
According to a third aspect of the present invention, in the charging rate calculation device, the first rotating electrical machine is a motor that drives a driving wheel of the vehicle, and the first power calculation unit is configured to output the output voltage of the battery at a predetermined time. And the output current of the battery at the predetermined time is integrated for a predetermined period to calculate the first electric energy, and the second power calculation unit outputs the output of the motor at the predetermined time. The product of the torque, the rotational speed of the motor at the predetermined time and the predetermined coefficient, the output torque of the second rotating electrical machine at the predetermined time, and the rotational speed of the second rotating electrical machine at the predetermined time The second power amount is calculated by integrating the sum of the product with the coefficient for the predetermined period.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the charging rate calculation apparatus, wherein the abnormality determination unit is configured such that when at least one of the first power amount and the second power amount is equal to or greater than a predetermined power value, A difference between the power amount and the second power amount is calculated, and when the difference is determined to be equal to or greater than a predetermined power value, it is determined that the charging rate is abnormal.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the charging rate calculation apparatus, wherein the abnormality determination unit includes the current detection unit when the first power amount becomes equal to or higher than the predetermined power value before the second power amount. It is characterized by determining that there is an abnormality.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the charging rate calculation apparatus, wherein the abnormality determination unit integrates from the reference time while the second power amount integrated from a predetermined reference time is equal to or greater than a predetermined integration value. When the first electric energy is 0 or a value close to 0, it is determined that the charging rate is abnormal.

請求項1の発明によれば、バッテリに入出力される電力量と、第1の回転電機に入出力される電力量との比較に基づいて、充電率に異常があるか否かを判定する。これにより、例えばバッテリへの電力の入出力に基づいて算出された充電率に対して、比較対象となる充電率を得る機会がない場合であっても、当該充電率の異常の有無を判定することができる。
請求項2の発明によれば、バッテリに対して二つの回転電機、すなわち、モータと発電機とが接続されている場合においても、充電率の異常の有無を判定することができる。
請求項3の発明によれば、任意の期間における電力量の積算値を判定用の電力量として用いることができる。
請求項4の発明によれば、第1の電力量または第2の電力量の少なくともいずれかが所定電力値以上となるまで電力量の演算を継続するので、電力量の算出パラメータに含まれる誤差を平均化することができ、異常判定の精度を向上させる上で有利となる。
請求項5の発明によれば、簡易な方法で故障箇所を特定することができる。
請求項6の発明によれば、第2の電力量が所定電力値以上となるのを待たずに短時間で充電率の異常の有無を判定することができる。
According to the first aspect of the present invention, it is determined whether or not there is an abnormality in the charging rate based on a comparison between the amount of power input / output to / from the battery and the amount of power input / output to / from the first rotating electrical machine. . Thereby, for example, even if there is no opportunity to obtain a charge rate to be compared with a charge rate calculated based on input / output of power to the battery, it is determined whether there is an abnormality in the charge rate. be able to.
According to the invention of claim 2, even when two rotating electric machines, that is, a motor and a generator are connected to the battery, it is possible to determine whether there is an abnormality in the charging rate.
According to the invention of claim 3, the integrated value of the electric energy in an arbitrary period can be used as the electric energy for determination.
According to the invention of claim 4, since the calculation of the electric energy is continued until at least one of the first electric energy and the second electric energy becomes equal to or higher than the predetermined electric power value, an error included in the electric energy calculation parameter Can be averaged, which is advantageous in improving the accuracy of abnormality determination.
According to invention of Claim 5, a failure location can be pinpointed by a simple method.
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to determine whether there is an abnormality in the charging rate in a short time without waiting for the second power amount to become equal to or greater than the predetermined power value.

充電率算出装置が搭載された車両10の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the vehicle 10 by which a charging rate calculation apparatus is mounted. 充電率算出装置80の機能的構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a functional configuration of a charging rate calculation device 80. FIG. 充電率算出装置80の処理手順を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a processing procedure of a charging rate calculation device 80.

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる充電率算出装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図1は、充電率算出装置が搭載された車両10の構成を示す図である。
車両10は、モータ23およびエンジン25を備えるハイブリッド車両である。車両10は、走行システム20と、発電システム30と、燃料タンク40と、バッテリ50と、ECU70とを備えている。
Exemplary embodiments of a charging rate calculation apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a vehicle 10 on which a charging rate calculation device is mounted.
The vehicle 10 is a hybrid vehicle including a motor 23 and an engine 25. The vehicle 10 includes a traveling system 20, a power generation system 30, a fuel tank 40, a battery 50, and an ECU 70.

走行システム20は、車両10の駆動機構であり、前輪21および後輪22と、モータ23と、インバータ24と、エンジン25と、モータ23の出力軸23Aの回転とエンジン25の出力軸25Aの回転とを前輪21に伝達する伝達機構26とを備えている。   The traveling system 20 is a drive mechanism of the vehicle 10, and the front wheel 21 and the rear wheel 22, the motor 23, the inverter 24, the engine 25, the rotation of the output shaft 23 </ b> A of the motor 23 and the rotation of the output shaft 25 </ b> A of the engine 25. Is transmitted to the front wheel 21.

前輪21および後輪22は、それぞれ車幅方向で対となった2つの車輪で構成されている。本実施の形態では、前輪21がモータ23およびエンジン25の駆動輪となっている。前輪21および後輪22には、各輪の回転量を検出する車輪速センサ21Aが設けられている。車輪速センサ21Aは、その検出値を後述するECU70へと送信する。なお、図示の便宜上、図1には車輪速センサ21Aを1つのみ図示している。   The front wheel 21 and the rear wheel 22 are each composed of two wheels paired in the vehicle width direction. In the present embodiment, the front wheels 21 are drive wheels for the motor 23 and the engine 25. The front wheel 21 and the rear wheel 22 are provided with a wheel speed sensor 21 </ b> A that detects the rotation amount of each wheel. Wheel speed sensor 21A transmits the detected value to ECU 70 described later. For convenience of illustration, FIG. 1 shows only one wheel speed sensor 21A.

モータ23は、バッテリ50に蓄積された電力を用いて駆動し、出力軸23Aから回転力(トルク)を出力する。この出力により車両の駆動輪を駆動する。また、モータ23は、車両10の減速時の回生力を用いて回生発電することも可能である。回生発電により発生した電力はインバータ24を介してバッテリ50に供給され、バッテリ50を充電する。
すなわち、モータ23は、バッテリ50と電力授受を行う第1の回転電機である。
The motor 23 is driven using the electric power stored in the battery 50, and outputs a rotational force (torque) from the output shaft 23A. This output drives the drive wheels of the vehicle. The motor 23 can also generate regenerative power using the regenerative force when the vehicle 10 is decelerated. The electric power generated by the regenerative power generation is supplied to the battery 50 via the inverter 24 and charges the battery 50.
That is, the motor 23 is a first rotating electrical machine that exchanges power with the battery 50.

インバータ24は、バッテリ50から供給される電力を、ドライバの要求に合わせて調整してモータ23に供給する。ドライバの要求とは、一例として、アクセルペダルの踏力、ブレーキペダルの踏力から後述するECU70が算出する。ECU70は、算出した運転者からの要求出力値に基づいてモータ23の出力トルクおよび回転数を指定し、インバータ24を制御する。   The inverter 24 adjusts the power supplied from the battery 50 in accordance with the driver's request and supplies it to the motor 23. As an example, the driver request is calculated by the ECU 70 (to be described later) from the depression force of the accelerator pedal and the depression force of the brake pedal. The ECU 70 controls the inverter 24 by designating the output torque and the rotational speed of the motor 23 based on the calculated output value required from the driver.

エンジン25は、燃料タンク40から供給される燃料を燃焼室内で燃焼することによって駆動する。エンジン25は、一例として、ガソリンを燃料とするレシプロエンジンである。エンジン25の駆動は、後述するECU70によって制御される。   The engine 25 is driven by burning the fuel supplied from the fuel tank 40 in the combustion chamber. The engine 25 is, for example, a reciprocating engine that uses gasoline as fuel. The driving of the engine 25 is controlled by an ECU 70 described later.

伝達機構26は、モータ23の出力軸23Aの回転を前輪21に伝達するとともに、エンジン25の出力軸25Aの回転を前輪21に伝達する。伝達機構26は、クラッチ装置27を備えている。クラッチ装置27は、一対のクラッチ板27A,27Bと、クラッチ板27A,27Bを互いに接触可能であり、かつ、接触状態を解除可能な駆動部27Cを備えている。   The transmission mechanism 26 transmits the rotation of the output shaft 23 </ b> A of the motor 23 to the front wheel 21 and transmits the rotation of the output shaft 25 </ b> A of the engine 25 to the front wheel 21. The transmission mechanism 26 includes a clutch device 27. The clutch device 27 includes a pair of clutch plates 27A and 27B and a drive portion 27C that can contact the clutch plates 27A and 27B with each other and can release the contact state.

クラッチ板27Aは、エンジン25の出力軸25Aと一体に回転する。クラッチ板27Bは、モータ23の出力軸23Aと一体に回転する。駆動部27Cによってクラッチ板27A,27Bどうしが互いに接触すると、クラッチ板27A,27Bは互いに一体に回転する。このことによって、エンジン25の出力軸25Aの回転が前輪21に伝達される。駆動部27Cによってクラッチ板27A,27Bが互いに離れた状態になると、エンジン25の出力軸25Aの回転は前輪21に伝達されなくなる。駆動部27Cは、後述するECU70によって制御される。   The clutch plate 27A rotates integrally with the output shaft 25A of the engine 25. The clutch plate 27B rotates integrally with the output shaft 23A of the motor 23. When the clutch plates 27A and 27B come into contact with each other by the drive unit 27C, the clutch plates 27A and 27B rotate integrally with each other. As a result, the rotation of the output shaft 25A of the engine 25 is transmitted to the front wheels 21. When the clutch plates 27A and 27B are separated from each other by the drive unit 27C, the rotation of the output shaft 25A of the engine 25 is not transmitted to the front wheels 21. The drive unit 27C is controlled by an ECU 70 described later.

発電システム30は、バッテリ50を充電するための機構であり、エンジン25と、発電機(第2の回転電機)31と、インバータ24とを備えている。   The power generation system 30 is a mechanism for charging the battery 50, and includes an engine 25, a generator (second rotating electrical machine) 31, and an inverter 24.

発電機31の回転軸31Aは、第2の伝達機構32によってエンジン25の出力軸25Aの回転が伝達、即ち、エンジンにより駆動される。発電機31は、ECU70の制御によって発電可能な状態になると、エンジン25の出力軸25Aの回転を受けて回転軸31Aが回転し、発電する。ECU70は、発電機31の出力トルクおよび回転数を指定し、エンジン25を制御する。
発電機31は、インバータ24に接続されており、発電機31が発電した交流電力はインバータ24によって直流電力に変換されてバッテリ50に充電される。また、発電機31で発電した電力を直接モータ23に供給することも可能である。
The rotation shaft 31A of the generator 31 is driven by the second transmission mechanism 32 to transmit the rotation of the output shaft 25A of the engine 25, that is, driven by the engine. When the generator 31 is in a state capable of generating electric power under the control of the ECU 70, the rotating shaft 31A is rotated by receiving the rotation of the output shaft 25A of the engine 25 to generate power. The ECU 70 specifies the output torque and rotation speed of the generator 31 and controls the engine 25.
The generator 31 is connected to the inverter 24, and the AC power generated by the generator 31 is converted into DC power by the inverter 24 and charged to the battery 50. It is also possible to supply the electric power generated by the generator 31 directly to the motor 23.

発電機31は、エンジン25を始動する際のスタータとしても機能する。ECU70は、エンジン25を始動するときは、インバータ24を制御して発電機31を駆動する。発電機31が駆動することによって回転軸31Aが回転する。回転軸31Aは第2の伝達機構32を介してエンジン25の出力軸25Aに連結されているので、発電機31が駆動されて回転軸31Aが回転すると、エンジン25の出力軸25Aを回転することができる。   The generator 31 also functions as a starter when starting the engine 25. When starting the engine 25, the ECU 70 controls the inverter 24 to drive the generator 31. When the generator 31 is driven, the rotating shaft 31A rotates. Since the rotating shaft 31A is connected to the output shaft 25A of the engine 25 via the second transmission mechanism 32, when the generator 31 is driven and the rotating shaft 31A rotates, the output shaft 25A of the engine 25 rotates. Can do.

なお、バッテリ50は、車両10の車体に設けられた充電口51に外部充電器(図示なし)を接続して電力の供給を受けることによっても、充電することが可能である。
また、上述のように、モータ23の回生発電によって発生した電力によっても、バッテリ50を充電することが可能である。
The battery 50 can also be charged by connecting an external charger (not shown) to the charging port 51 provided on the vehicle body of the vehicle 10 and receiving power supply.
Further, as described above, the battery 50 can be charged also by the electric power generated by the regenerative power generation of the motor 23.

燃料タンク40は、エンジン25の動力源である燃料(例えばガソリン)を蓄積する。燃料タンク40内には、燃料の蓄積量を検出する燃料センサ40Aが設けられている。燃料センサ40Aは、その検出値をECU70に送信する。   The fuel tank 40 accumulates fuel (for example, gasoline) that is a power source of the engine 25. In the fuel tank 40, a fuel sensor 40A for detecting the amount of accumulated fuel is provided. The fuel sensor 40A transmits the detected value to the ECU 70.

バッテリ50は、モータ23の動力源である電力を蓄積する。バッテリ50にはBMU(Battery Monitoring Unit)51が接続されている。
BMU51は、CPU、バッテリ制御プログラムや充電率算出プログラムなどを格納・記憶するROM、プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
BMU51は、バッテリ50に接続された電圧センサ52や電流センサ(電流検出部)54(図2参照)、温度センサ等の検出値を取得し、バッテリ50の電圧や入出力される電流、温度等を検出する。そして、充電率(SOC:State Of Charge)を含むバッテリ50の状態を検出する。
本実施の形態では、BMU51が充電率算出装置80(図2参照)として機能する。
The battery 50 stores electric power that is a power source of the motor 23. A BMU (Battery Monitoring Unit) 51 is connected to the battery 50.
The BMU 51 includes a CPU, a ROM that stores and stores a battery control program, a charge rate calculation program, and the like, a RAM as an operation area of the program, an EEPROM that holds various data in a rewritable manner, an interface unit that interfaces with peripheral circuits, and the like It is comprised including.
The BMU 51 acquires detection values of a voltage sensor 52, a current sensor (current detection unit) 54 (see FIG. 2), a temperature sensor, and the like connected to the battery 50, and the voltage of the battery 50, input / output current, temperature, etc. Is detected. And the state of the battery 50 including a charge rate (SOC: State Of Charge) is detected.
In the present embodiment, the BMU 51 functions as the charging rate calculation device 80 (see FIG. 2).

ECU70は、BMU51と同様、CPU、ROM、RAM、EEPROM、インターフェース部などを含んで構成され、車両10全体を制御する制御部として機能する。   Like the BMU 51, the ECU 70 is configured to include a CPU, ROM, RAM, EEPROM, interface unit, and the like, and functions as a control unit that controls the entire vehicle 10.

車両10は、ECU70により走行モードが適宜切り替えられる。
本実施の形態では、車両10は以下の3種類の走行モードを適宜切り替えて走行する。
1.EV(Electric Vehicle)走行モード
エンジン25は停止し、モータ23の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。
2.シリーズ走行モード
エンジン25で発電機31を駆動しながら、モータ23の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。
EV走行モードからシリーズ走行モードへの移行は、例えば以下のような場合に行われる。
<パターン1>
ドライバからの要求が所定の要求閾値以上である場合。
例えば、ドライバが加速したい時にアクセルを大きく踏み込んだ場合などである。この場合、発電機31で発電した電力は、バッテリ50から供給される電力とともにモータ23に供給される。これにより、EV走行モード時よりもモータ23の出力を大きくすることができる。
ドライバからの要求とは、例えば要求出力値や要求トルク値、要求出力値を発生させるために必要な電力量、アクセル開度などである。本実施の形態では、ドライバからの要求を、要求出力値を用いて判断する。要求出力値は、例えばアクセル開度(アクセルペダルの操作量)を変数とした要求出力値算出用の関数によって算出される値である。
<パターン2>
バッテリ50の充電率が所定の充電閾値以下となった場合
バッテリ50の充電率が低下して、このまま走行すると電欠状態となる可能性がある場合である。この場合、発電機31で発電した電力は、モータ23に供給されるとともに余剰分がバッテリ50に供給され充電に用いられる。
3.パラレル走行モード
エンジン25の駆動力およびモータ23の駆動力で車軸を回転させて走行するモードである。
特に、高速走行時等、エンジン25による車軸駆動の効率が高い場合にパラレル走行モードに移行する。なお、パラレル走行モード時にも、エンジン25の駆動力を発電機31に伝達して発電を行う(すなわち、エンジン25の駆動力を走行と発電とに振り分ける)ことが可能である。
The traveling mode of the vehicle 10 is appropriately switched by the ECU 70.
In the present embodiment, the vehicle 10 travels by appropriately switching the following three types of travel modes.
1. EV (Electric Vehicle) travel mode In this mode, the engine 25 stops and the vehicle 23 travels by rotating the axle with the driving force of the motor 23.
2. Series travel mode In this mode, the engine 31 is driven by the engine 25 while the axle is rotated by the driving force of the motor 23 while the generator 31 is driven.
The transition from the EV travel mode to the series travel mode is performed in the following cases, for example.
<Pattern 1>
The request from the driver is greater than or equal to a predetermined request threshold.
For example, when the driver greatly depresses the accelerator when he wants to accelerate. In this case, the electric power generated by the generator 31 is supplied to the motor 23 together with the electric power supplied from the battery 50. Thereby, the output of the motor 23 can be made larger than that in the EV traveling mode.
The request from the driver is, for example, a required output value, a required torque value, an electric energy necessary for generating the required output value, an accelerator opening degree, and the like. In the present embodiment, a request from the driver is determined using the requested output value. The required output value is a value calculated by a function for calculating a required output value using, for example, the accelerator opening (the amount of operation of the accelerator pedal) as a variable.
<Pattern 2>
When the charging rate of the battery 50 is equal to or lower than a predetermined charging threshold, the charging rate of the battery 50 is lowered, and there is a possibility that an electric shortage state may occur if the vehicle 50 travels as it is. In this case, the electric power generated by the generator 31 is supplied to the motor 23 and the surplus is supplied to the battery 50 and used for charging.
3. Parallel traveling mode In this mode, the vehicle is driven by rotating the axle with the driving force of the engine 25 and the driving force of the motor 23.
In particular, when the driving efficiency of the axle by the engine 25 is high, such as during high-speed driving, the mode is shifted to the parallel driving mode. Even in the parallel traveling mode, it is possible to generate power by transmitting the driving force of the engine 25 to the generator 31 (that is, to distribute the driving force of the engine 25 to traveling and power generation).

つぎに、バッテリ50の充電率を算出する充電率算出装置80の構成について説明する。
図2は、充電率算出装置80の機能的構成を示すブロック図である。
充電率算出装置80は、BMU51が上記充電率算出プログラムを実行することにより実現され、第1の電力演算部82、第2の電力演算部84、充電率算出部86、異常判定部88を備える。
Next, the configuration of the charging rate calculation device 80 that calculates the charging rate of the battery 50 will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the charging rate calculation device 80.
The charging rate calculation device 80 is realized by the BMU 51 executing the above charging rate calculation program, and includes a first power calculation unit 82, a second power calculation unit 84, a charging rate calculation unit 86, and an abnormality determination unit 88. .

第1の電力演算部82は、電流センサ52で検出された電流に基づいて、バッテリ50に入出力される第1の電力量(本実施の形態では第1の積算値I1)を演算する。
第1の電力演算部82は、バッテリ50に接続された電圧センサ52および電流センサ54(電流検出部)の検出値を用いて、下記式(1)のように、各時刻t(所定の時刻)にバッテリ50に入出力される電力量W1を算出する。下記式(1)において、V(t)は時刻t(所定の時刻)におけるバッテリ50の出力電圧[V]、A(t)は時刻tにおけるバッテリ50の出力電流[A]、W1(t)の単位は[kW]である。
なお、バッテリ50からモータ23に駆動用電力を供給している場合(放電中)と、発電機31の稼働またはモータ23の回生発電によりバッテリ50が充電されている場合とでは、上記出力電流A(t)の正負を逆にする。
Based on the current detected by current sensor 52, first power calculation unit 82 calculates a first power amount input / output to / from battery 50 (first integrated value I1 in the present embodiment).
The first power calculation unit 82 uses the detection values of the voltage sensor 52 and the current sensor 54 (current detection unit) connected to the battery 50 to each time t (predetermined time) as shown in the following equation (1). ) To calculate the amount of power W1 input to and output from the battery 50. In the following equation (1), V (t) is the output voltage [V] of the battery 50 at time t (predetermined time), A (t) is the output current [A] of the battery 50 at time t, W1 (t) The unit of is [kW].
Note that the output current A is used when the driving power is supplied from the battery 50 to the motor 23 (during discharging) and when the battery 50 is charged by the operation of the generator 31 or the regenerative power generation of the motor 23. The sign of (t) is reversed.

また、第1の電力演算部82は、下記式(2)のように、各時刻tにおける電力量W1を所定期間積算し、第1の積算値I1(第1の電力量)を算出する。所定期間とは、後述する変化量ΔS1またはΔS2(もしくは積算値I1またはI2)が第2の所定値(所定電力値)X2以上となるまでの期間である。積算値I1の単位は[kWh]である。
すなわち、第1の電力演算部82は、時刻t(所定の時刻)におけるバッテリ50の出力電圧V(t)と、時刻t(所定の時刻)におけるバッテリ50の出力電流A(t)との積を所定期間分積分して第1の積算値I1(第1の電力量)を算出する。
更に、本実施の形態では、下記式(3)のように、第1の積算値I1(第1の電力量)を用いて上記所定期間におけるバッテリ50の充電率の変化量ΔS1を算出する。下記式(3)において、Pはバッテリ50の満充電時の使用可能電力量[kWh]であり、ΔS1の単位は[%]である。なお、Pはバッテリ50の公称容量値であってもよい。
本実施の形態では、所定期間内にバッテリ50の充電率が減少した場合にはΔS1が負の値に、増加した場合にはΔS1が正の値になるものとする。
In addition, the first power calculation unit 82 integrates the power amount W1 at each time t for a predetermined period as shown in the following formula (2), and calculates a first integrated value I1 (first power amount). The predetermined period is a period until a change amount ΔS1 or ΔS2 (or integrated value I1 or I2) described later becomes equal to or greater than a second predetermined value (predetermined power value) X2. The unit of the integrated value I1 is [kWh].
That is, the first power calculation unit 82 multiplies the output voltage V (t) of the battery 50 at time t (predetermined time) and the output current A (t) of the battery 50 at time t (predetermined time). Is integrated for a predetermined period to calculate a first integrated value I1 (first electric energy).
Furthermore, in the present embodiment, the amount of change ΔS1 of the charging rate of the battery 50 in the predetermined period is calculated using the first integrated value I1 (first electric energy) as in the following formula (3). In the following formula (3), P is the usable electric energy [kWh] when the battery 50 is fully charged, and the unit of ΔS1 is [%]. Note that P may be a nominal capacity value of the battery 50.
In the present embodiment, it is assumed that ΔS1 becomes a negative value when the charging rate of the battery 50 decreases within a predetermined period, and ΔS1 becomes a positive value when it increases.

Figure 2019035679
Figure 2019035679

第2の電力演算部84は、モータ23(第1の回転電機)の稼動状態に基づいて、モータ23(第1の回転電機)から入出力される第2の電力量(本実施の形態では第2の積算値I2)を演算する。
本実施の形態では、バッテリ50およびモータ23に発電機31が接続されているため、第2の電力演算部84は、モータ23に入出力される電力量Wbと発電機31から出力される電力量Wgとの和を積算することにより第2の電力量(第2の積算量I2)を算出する。
第2の電力演算部84は、ECU70から各時刻tにおけるモータ23の出力トルクおよび回転数の指示値を取得する。また、第2の電力演算部84は、ECU70から各時刻tにおける発電機31の出力トルクおよび回転数の指示値を取得する。
そして、取得した出力トルクおよび回転数を用いて、下記式(4)のように、各時刻tにモータ23に入出力される電力量Wbおよび発電機31から出力される電力量Wgをそれぞれ算出する。
下記式(4)において、Tm(t)は時刻tにおけるモータ23の出力トルク[Nm]、nm(t)は時刻tにおけるモータ23の回転数[rpm]、Tg(t)は時刻tにおける発電機31の出力トルク[Nm]、ng(t)は時刻tにおける発電機31の回転数[rpm]、Wb(t),Wg(t)の単位は[W]である。
なお、モータ23が通常走行している場合(電力使用中)と、回生発電している場合とでは、上記出力トルクTm(t)の正負を逆にする。
また、モータ23または発電機31から直接出力電力量[W]が出力されている場合は、その値をWb(t),Wg(t)としてもよい。
The second power calculation unit 84 is configured to output a second power amount input / output from the motor 23 (first rotating electrical machine) based on the operating state of the motor 23 (first rotating electrical machine) (in the present embodiment). The second integrated value I2) is calculated.
In the present embodiment, since the generator 31 is connected to the battery 50 and the motor 23, the second power calculation unit 84 uses the power amount Wb input / output to / from the motor 23 and the power output from the generator 31. A second power amount (second integrated amount I2) is calculated by integrating the sum with the amount Wg.
The second power calculation unit 84 acquires the output torque and rotation speed instruction values of the motor 23 at each time t from the ECU 70. In addition, the second power calculation unit 84 acquires the output torque and rotation speed instruction values of the generator 31 at each time t from the ECU 70.
Then, using the acquired output torque and rotation speed, the amount of electric power Wb input / output to / from the motor 23 and the amount of electric power Wg output from the generator 31 at each time t are calculated as in the following equation (4). To do.
In the following equation (4), Tm (t) is the output torque [Nm] of the motor 23 at time t, nm (t) is the rotation speed [rpm] of the motor 23 at time t, and Tg (t) is power generation at time t. The output torque [Nm] and ng (t) of the machine 31 are the rotational speed [rpm] of the generator 31 at time t, and the unit of Wb (t) and Wg (t) is [W].
In addition, the positive / negative of the said output torque Tm (t) is reversed by the case where the motor 23 is drive | working normally (electric power is used) and the case where regenerative electric power generation is carried out.
Moreover, when the output electric energy [W] is directly output from the motor 23 or the generator 31, the value may be set to Wb (t) and Wg (t).

また、第2の電力演算部84は、下記式(5)のように、各時刻tにおける電力量WbとWgとの和を所定期間積算し、第2の積算値I2(第2の電力量)を算出する。所定期間とは、後述するΔS1またはΔS2が第2の所定値(所定電力値)X2以上となるまでの期間である。積算値I2の単位は[kWh]である。
下記式(5)において、2π/60は回転数[rpm]を角速度[rad/s]に変換するための係数である。
すなわち、第2の電力演算部84は、時刻t(所定の時刻)におけるモータ23の出力トルクTm(t)、時刻tにおけるモータ23の回転数nm(t)および所定の係数(2π/60)との積と、時刻tにおける発電機31(第2の回転電機)の出力トルクTg(t)、時刻tにおける発電機31の回転数ng(t)および係数(2π/60)との積と、の和を所定期間分積分して第2の積算値I2(第2の電力量)を算出する。
Further, the second power calculation unit 84 integrates the sum of the power amounts Wb and Wg at each time t for a predetermined period as shown in the following formula (5), and the second integrated value I2 (second power amount) ) Is calculated. The predetermined period is a period until ΔS1 or ΔS2, which will be described later, becomes equal to or greater than a second predetermined value (predetermined power value) X2. The unit of the integrated value I2 is [kWh].
In the following formula (5), 2π / 60 is a coefficient for converting the rotational speed [rpm] to the angular velocity [rad / s].
That is, the second power calculation unit 84 outputs the output torque Tm (t) of the motor 23 at time t (predetermined time), the rotational speed nm (t) of the motor 23 at time t, and a predetermined coefficient (2π / 60). And the product of the output torque Tg (t) of the generator 31 (second rotating electrical machine) at time t, the rotational speed ng (t) of the generator 31 at time t, and the coefficient (2π / 60) Is integrated for a predetermined period to calculate a second integrated value I2 (second electric energy).

更に、本実施の形態では、下記式(6)のように、第2の積算値I2をバッテリ50の容量(満充電時の使用可能電力量)に対するパーセンテージに換算した変化量ΔS2を算出する。下記式(6)において、Pはバッテリ50の満充電時の使用可能電力量[kWh]であり、ΔS2の単位は[%]である。なお、Pはバッテリ50の公称容量値であってもよい。   Furthermore, in the present embodiment, a change amount ΔS2 is calculated by converting the second integrated value I2 into a percentage with respect to the capacity of the battery 50 (usable power amount at the time of full charge) as in the following formula (6). In the following formula (6), P is the usable electric energy [kWh] when the battery 50 is fully charged, and the unit of ΔS2 is [%]. Note that P may be a nominal capacity value of the battery 50.

Figure 2019035679
Figure 2019035679

充電率算出部86は、第1の積算値I1に基づいてバッテリ50の充電率を算出する。
充電率算出部86は、例えば外部充電器により満充電まで充電を行った際の充電率を100%とし、上記第1の電力演算部82が算出したΔS1を逐次加算していくことにより、バッテリ50の充電率を算出する。
充電率算出部86で算出された充電率は、例えばインストゥルメントパネル等、運転者から視認可能な位置に設けられる表示部90に表示される。また、ECU70における車両制御にも用いられる。
The charging rate calculation unit 86 calculates the charging rate of the battery 50 based on the first integrated value I1.
The charging rate calculation unit 86, for example, sets the charging rate when charging to full charge by an external charger to 100%, and sequentially adds ΔS1 calculated by the first power calculation unit 82 to thereby increase the battery A charge rate of 50 is calculated.
The charging rate calculated by the charging rate calculation unit 86 is displayed on a display unit 90 provided at a position visible to the driver, such as an instrument panel. The ECU 70 is also used for vehicle control.

異常判定部88は、第1の電力量と第2の電力量との比較結果に基づいて、充電率に異常があるか否かを判定する。本実施の形態では、異常判定部88は、第1の積算値I1(第1の電力量)と第2の積算値I2(第2の電力量)との差分が第1の所定値X1以上の場合、充電率算出部86で算出された充電率に異常がある、すなわち何らかの故障や異常が生じている可能性があると判定する。
なお、本実施の形態では、積算値I1,I2を用いて算出した変化量ΔS1およびΔS2の差分が第1の所定値X1以上であるかを判断するものとする。この場合にも、変化量ΔS1,ΔS2はそれぞれ積算値I1,I2に定数(100/P)を掛け合せたものなので、実質的には第1の積算値I1と第2の積算値I2との差分を算出していることになる。
The abnormality determination unit 88 determines whether or not there is an abnormality in the charging rate based on the comparison result between the first electric energy and the second electric energy. In the present embodiment, abnormality determination unit 88 has a difference between first integrated value I1 (first electric energy) and second integrated value I2 (second electric energy) equal to or greater than first predetermined value X1. In this case, it is determined that there is an abnormality in the charging rate calculated by the charging rate calculation unit 86, that is, there is a possibility that some failure or abnormality has occurred.
In the present embodiment, it is determined whether the difference between the change amounts ΔS1 and ΔS2 calculated using the integrated values I1 and I2 is equal to or greater than the first predetermined value X1. Also in this case, since the change amounts ΔS1, ΔS2 are obtained by multiplying the integrated values I1, I2 by a constant (100 / P), respectively, the difference between the first integrated value I1 and the second integrated value I2 is substantially obtained. Is calculated.

すなわち、異常判定部88は、バッテリ50を含む電力系において、所定期間内にバッテリ50に入出力された電力量の積算値(第1の積算値I1)と、他の機器(本実施の形態ではモータ23および発電機31)に入出力された電力量の積算値(第2の積算値I2)とを比較する。
理論上では、第1の積算値I1と第2の積算値I2とは等しいはずである。しかしながら、第1の積算値I1と第2の積算値I2との差分が大きい場合には、何らかの異常(故障等)が疑われ、充電率算出部86が算出する充電率の値は不正確である可能性が高い。具体的な異常(故障)箇所としては、例えば電圧センサ52や電流センサ54、ECU70などが挙げられる。
特に、故障により充電率の値が常に一定値と算出される場合(固着状態)には、充電率の値が異常値を示す場合と比べて、故障の検出がしにくい。上記方法によれば、実際には電力の消費や発電が行われているにも関わらず、バッテリ50の充電率が一定値と算出されるような場合に、迅速に故障を検出することができる。
なお、一般にモータ23および発電機31では、入力電力と機械出力(トルク×回転数)との間に損失が生じるが、この損失も織り込んで閾値(第1の所定値X1)を設定する。
That is, in the power system including the battery 50, the abnormality determination unit 88 and the integrated value (first integrated value I1) of the amount of power input / output to / from the battery 50 within a predetermined period and other devices (the present embodiment) Then, the integrated value (second integrated value I2) of the electric energy input / output to / from the motor 23 and the generator 31) is compared.
Theoretically, the first integrated value I1 and the second integrated value I2 should be equal. However, if the difference between the first integrated value I1 and the second integrated value I2 is large, some abnormality (failure or the like) is suspected, and the charge rate value calculated by the charge rate calculation unit 86 is inaccurate. There is a high possibility. Specific examples of abnormal (failure) locations include the voltage sensor 52, the current sensor 54, the ECU 70, and the like.
In particular, when the value of the charging rate is always calculated as a constant value due to a failure (fixed state), it is difficult to detect the failure as compared with the case where the value of the charging rate shows an abnormal value. According to the above method, it is possible to quickly detect a failure when the charging rate of the battery 50 is calculated to be a constant value even though power consumption or power generation is actually performed. .
In general, in the motor 23 and the generator 31, a loss occurs between the input power and the machine output (torque × rotational speed). The threshold (first predetermined value X1) is set taking this loss into account.

ここで、異常判定部88は、第1の積算値I1または第2の積算値I2の少なくともいずれかが第2の所定値X2(所定電力値)以上となった際にその差分を算出する。
すなわち、バッテリ50またはモータ23/発電機31のいずれかにおいて、入出力される電力量の積算値が一定量(第2の所定値X2以上)以上となるまで積算を継続し、積算値が一定量となったタイミングで差分を算出する。
これは、電力量を算出する際に用いるパラメータ(電流、電圧、トルク、回転数)には誤差が含まれる可能性があるためであり、一定期間積算を継続することによって誤差の影響を平均化している。誤差の要因としては、例えば電流や電圧に関してはセンサの最小桁数に起因する誤差、トルクや回転数に関してはECU70から取得する出力トルクの指示値(指示トルク値)と実トルクとの誤差などが挙げられる。
本実施の形態では、上記変化量ΔS1またはΔS2の少なくともいずれかが第2の所定値X2以上となった際にその差分を算出するものとする。
Here, the abnormality determination unit 88 calculates the difference when at least one of the first integrated value I1 and the second integrated value I2 becomes equal to or greater than a second predetermined value X2 (predetermined power value).
That is, in either the battery 50 or the motor 23 / generator 31, the integration is continued until the integrated value of the input and output electric power becomes equal to or greater than a predetermined amount (second predetermined value X2 or more), and the integrated value is constant. The difference is calculated at the timing when the amount is reached.
This is because the parameters (current, voltage, torque, and rotation speed) used when calculating the electric energy may contain errors. By continuing the integration for a certain period, the effects of the errors are averaged. ing. Factors of error include, for example, an error caused by the minimum number of digits of the sensor with respect to current and voltage, and an error between an instruction value (indicated torque value) of output torque acquired from the ECU 70 and an actual torque with respect to torque and rotation speed. Can be mentioned.
In the present embodiment, the difference is calculated when at least one of the change amounts ΔS1 or ΔS2 is equal to or greater than the second predetermined value X2.

なお、異常判定部88は、第1の積算値I1(第1の電力量)が第2の積算値I2(第2の電力量)よりも先に第2の所定値(所定電力値)X2以上となった場合、バッテリ50への電力の入出力量を測定するセンサ、特に電流センサ54(電流検出部)に特性異常の可能性があると判定してもよい。
第2の積算値I2を算出する際に用いるトルク値は、ECU70から取得する指示トルク値であるが、一般に指示トルク値は実トルク値と比較して大きな値となる。このため、通常は第2の積算値I2の方が先に第2の所定値X2以上となることが見込まれる。
これに対して、第1の積算値I1が第2の積算値I2よりも先に第2の所定値X2以上となった場合には、センサの特性異常により電流(または電圧)の値が実際よりも大きな値と認識されている可能性がある。
このように、積算値I1,I2のどちらが先に所定値以上となったかによっても、故障を検出することができる。
The abnormality determination unit 88 determines that the first integrated value I1 (first power amount) is a second predetermined value (predetermined power value) X2 before the second integrated value I2 (second power amount). When it becomes above, you may determine with the sensor which measures the input / output amount of the electric power to the battery 50, especially the current sensor 54 (current detection part) having a possibility of characteristic abnormality.
The torque value used when calculating the second integrated value I2 is an instruction torque value acquired from the ECU 70. Generally, the instruction torque value is larger than the actual torque value. For this reason, normally, it is expected that the second integrated value I2 first becomes equal to or greater than the second predetermined value X2.
On the other hand, when the first integrated value I1 becomes equal to or greater than the second predetermined value X2 prior to the second integrated value I2, the current (or voltage) value is actually increased due to sensor characteristic abnormality. May be recognized as a larger value.
As described above, the failure can be detected depending on which of the integrated values I1 and I2 first exceeds the predetermined value.

また、異常判定部88は、所定の基準時から積算した第2の積算値I2(第2の電力量)が第3の所定値(所定の積算値)X3(<第2の所定値X2)以上であるのに対して、同基準時から積算した第1の積算値I1(第1の電力量)が0または0の近傍値である場合、充電率算出部86で算出された充電率に異常があると判定してもよい。
所定の基準時とは、例えば車両10の走行システム20の起動時である。車両10の走行システム20の起動後、モータ23や発電機31が稼働したことが検出されている(第2の積算値I2が第3の所定値X3以上となっている)にも関わらず、バッテリ50からの電力の入出力量が0の近傍値である場合、バッテリ50からの電力の入出力量を算出するためのデータを検出する電圧センサ52または電流センサ54が機能していない可能性が高い。
このような場合は、第2の積算値I2が第2の所定値X2以上となるのを待たずに、故障の可能性があると判定してもよい。
Further, the abnormality determination unit 88 determines that the second integrated value I2 (second electric energy) integrated from a predetermined reference time is a third predetermined value (predetermined integrated value) X3 (<second predetermined value X2). On the other hand, when the first integrated value I1 (first electric energy) integrated from the reference time is 0 or a value close to 0, the charging rate calculated by the charging rate calculating unit 86 is It may be determined that there is an abnormality.
The predetermined reference time is, for example, when the traveling system 20 of the vehicle 10 is activated. Although it is detected that the motor 23 and the generator 31 have been operated after the driving system 20 of the vehicle 10 is activated (the second integrated value I2 is equal to or greater than the third predetermined value X3), When the input / output amount of power from the battery 50 is a value close to 0, there is a high possibility that the voltage sensor 52 or the current sensor 54 that detects data for calculating the input / output amount of power from the battery 50 is not functioning. .
In such a case, it may be determined that there is a possibility of failure without waiting for the second integrated value I2 to be equal to or greater than the second predetermined value X2.

異常判定部88により充電率算出部86で算出された充電率に異常があると判定された場合、例えば表示部90に機器の故障の可能性がある旨を表示する。また、例えばECU70に故障信号を出力し、車両10を故障時制御に移行させる。   When the abnormality determination unit 88 determines that the charging rate calculated by the charging rate calculation unit 86 is abnormal, for example, the display unit 90 displays that there is a possibility of device failure. In addition, for example, a failure signal is output to the ECU 70, and the vehicle 10 is shifted to the control at failure.

図3は、充電率算出装置80の処理手順を示すフローチャートである。
走行システム20が起動(ON)すると(ステップS300)、第1の電力演算部82は、電圧センサ52からバッテリ50の出力電圧、電流センサ54からバッテリ50の出力電流を取得する(ステップS302)。第1の電力演算部82は、出力電圧および出力電流を用いてバッテリ50に入出力される電力量W1を算出し、その値を積算して第1の積算値I1および変化量ΔS1を算出する(ステップS304)。
また、充電率算出部86は、第1の積算値I1(変化量ΔS)に基づいて充電率を算出する(ステップS306)。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the charging rate calculation device 80.
When the traveling system 20 is activated (ON) (step S300), the first power calculation unit 82 acquires the output voltage of the battery 50 from the voltage sensor 52 and the output current of the battery 50 from the current sensor 54 (step S302). The first power calculation unit 82 calculates the amount of power W1 input / output to / from the battery 50 using the output voltage and output current, integrates the values, and calculates the first integrated value I1 and the change amount ΔS1. (Step S304).
Further, the charging rate calculation unit 86 calculates the charging rate based on the first integrated value I1 (change amount ΔS) (step S306).

また、第2の電力演算部84は、ECU70からモータ23および発電機31の出力トルクおよび回転数を取得する(ステップS308)。第2の電力演算部84は、出力トルクおよび回転数を用いて、モータ23に入出力される電力量Wbおよび発電機31に入出力される電力量Wgを算出し、その和を積算して第2の積算値I2および変化量ΔS2を算出する(ステップS310)。   Further, the second power calculation unit 84 acquires the output torque and rotation speed of the motor 23 and the generator 31 from the ECU 70 (step S308). The second power calculation unit 84 calculates the amount of power Wb input / output to / from the motor 23 and the amount of power Wg input / output to / from the generator 31 using the output torque and the rotational speed, and sums the sums. The second integrated value I2 and change amount ΔS2 are calculated (step S310).

異常判定部88は、変化量ΔS1またはΔS2の少なくともいずれかが第2の所定値X2以上となったか否かを判断する(ステップS312)。変化量ΔS1またはΔS2のいずれも第2の所定値X2以上とならない間は(ステップS312:Yes)、第1の電力演算部82および第2の電力演算部84は、それぞれステップS302またはS308に戻り、以降の処理をくり返す。   The abnormality determining unit 88 determines whether or not at least one of the change amount ΔS1 or ΔS2 is equal to or greater than the second predetermined value X2 (step S312). While neither change amount ΔS1 or ΔS2 becomes equal to or greater than the second predetermined value X2 (step S312: Yes), the first power calculator 82 and the second power calculator 84 return to step S302 or S308, respectively. Repeat the following process.

変化量ΔS1またはΔS2の少なくともいずれかが第2の所定値X2以上となった場合(ステップS312:Yes)、異常判定部88は、変化量ΔS1とΔS2との差分の絶対値(|ΔS1−ΔS2|)が第1の所定値X1以上か否かを判断する(ステップS314)。
|ΔS1−ΔS2|が第1の所定値X1未満である場合(ステップS314:No)、異常判定部88は、第1の電力演算部82および第2の電力演算部84の算出値(ΔS1,ΔS2,I1,I2等)をクリアし(ステップS316)、第1の電力演算部82および第2の電力演算部84は、それぞれステップS302またはS308に戻り、以降の処理をくり返す。
一方、|ΔS1−ΔS2|が第1の所定値X1以上である場合(ステップS314:Yes)、異常判定部88は、ステップS306で算出した充電率に異常の可能性があると判定する(ステップS318)。その後、異常判定部88は、表示部90を用いて故障の可能性を報知したり、ECU70を故障時制御に移行させるなどの処理を行う。
When at least one of the change amounts ΔS1 and ΔS2 becomes equal to or greater than the second predetermined value X2 (step S312: Yes), the abnormality determination unit 88 determines the absolute value of the difference between the change amounts ΔS1 and ΔS2 (| ΔS1−ΔS2). It is determined whether or not | is equal to or greater than a first predetermined value X1 (step S314).
When | ΔS1−ΔS2 | is less than the first predetermined value X1 (step S314: No), the abnormality determination unit 88 calculates the calculated values (ΔS1, S1 of the first power calculation unit 82 and the second power calculation unit 84). ΔS2, I1, I2, etc.) are cleared (step S316), and the first power calculator 82 and the second power calculator 84 return to step S302 or S308, respectively, and repeat the subsequent processing.
On the other hand, when | ΔS1−ΔS2 | is equal to or larger than the first predetermined value X1 (step S314: Yes), the abnormality determination unit 88 determines that there is a possibility of abnormality in the charging rate calculated in step S306 (step S314). S318). After that, the abnormality determination unit 88 performs processing such as notifying the possibility of failure using the display unit 90 or shifting the ECU 70 to control at the time of failure.

以上説明したように、実施の形態にかかる充電率算出装置80は、バッテリに入出力される電力量と、モータ23に入出力される電力量との比較に基づいて、充電率に異常があるか否かを判定する。これにより、例えばバッテリ50への電力の入出力に基づいて充電率算出部86で算出された充電率に対して、比較対象となる充電率を得る機会がない場合であっても、当該充電率の異常の有無を判定することができる。   As described above, the charging rate calculation device 80 according to the embodiment has an abnormality in the charging rate based on a comparison between the amount of power input / output to / from the battery and the amount of power input / output to / from the motor 23. It is determined whether or not. Thereby, for example, even when there is no opportunity to obtain a charge rate to be compared with the charge rate calculated by the charge rate calculating unit 86 based on input / output of power to the battery 50, the charge rate It can be determined whether there is any abnormality.

なお、本実施の形態では、BMU51が充電率算出装置80として機能するものとしたが、これに限らず例えばECU70が充電率算出装置80として機能するようにしてもよい。また、BMU51およびECU70以外の情報処理装置によって充電率算出装置80の機能を実現してもよい。   In the present embodiment, the BMU 51 functions as the charging rate calculation device 80. However, the present invention is not limited to this. For example, the ECU 70 may function as the charging rate calculation device 80. Further, the function of the charging rate calculation device 80 may be realized by an information processing device other than the BMU 51 and the ECU 70.

10……車両、20……走行システム、23……モータ(第1の回転電機)、30……発電システム、31……発電機(第2の回転電機)、50……バッテリ、50A……BMU、52……電圧センサ、54……電流センサ(電流検出部)、80……充電率算出装置、82……第1の電力演算部、84……第2の電力演算部、86……充電率算出部、88……異常判定部、90……表示部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle, 20 ... Traveling system, 23 ... Motor (first rotating electrical machine), 30 ... Power generation system, 31 ... Generator (second rotating electrical machine), 50 ... Battery, 50A ... BMU, 52... Voltage sensor, 54... Current sensor (current detection unit), 80... Charging rate calculation device, 82... First power calculation unit, 84. Charging rate calculation unit, 88... Abnormality determination unit, 90.

Claims (6)

車両に搭載された第1の回転電機と電力授受を行なうバッテリの充電率を算出する充電率算出装置であって、
前記バッテリに入出力される電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出された電流に基づいて前記バッテリに入出力される第1の電力量を演算する第1の電力演算部と、
前記第1の回転電機の稼動状態に基づいて前記第1の回転電機から入出力される第2の電力量を演算する第2の電力演算部と、
前記第1の電力量と前記第2の電力量との比較結果に基づいて、前記充電率に異常があるか否かを判定する異常判定部と、
を備えたことを特徴とする充電率算出装置。
A charging rate calculation device that calculates a charging rate of a battery that exchanges power with a first rotating electrical machine mounted on a vehicle,
A current detection unit for detecting current input to and output from the battery;
A first power calculation unit that calculates a first power amount input to and output from the battery based on the current detected by the current detection unit;
A second power calculation unit that calculates a second power amount input / output from the first rotating electrical machine based on an operating state of the first rotating electrical machine;
An abnormality determination unit that determines whether or not the charging rate is abnormal based on a comparison result between the first electric energy and the second electric energy;
A charging rate calculation device comprising:
前記バッテリおよび前記第1の回転電機には、エンジンにより駆動されて発電する第2の回転電機が接続されており、
前記第2の電力演算部は、前記第1の回転電機に入出力される電力量と前記第2の回転電機から入出力される電力量との和により前記第2の電力量を算出する、
ことを特徴とする請求項1記載の充電率算出装置。
The battery and the first rotating electrical machine are connected to a second rotating electrical machine that is driven by an engine to generate electric power,
The second power calculation unit calculates the second power amount by the sum of the power amount input / output to / from the first rotating electrical machine and the power amount input / output from the second rotating electrical machine,
The charging rate calculation apparatus according to claim 1.
前記第1の回転電機は前記車両の駆動輪を駆動するモータであり、
前記第1の電力演算部は、所定の時刻における前記バッテリの出力電圧と、前記所定の時刻における前記バッテリの出力電流との積を所定期間分積分して前記第1の電力量を算出し、
前記第2の電力演算部は、前記所定の時刻における前記モータの出力トルク、前記所定の時刻における前記モータの回転数および所定の係数との積と、前記所定の時刻における前記第2の回転電機の出力トルク、前記所定の時刻における前記第2の回転電機の回転数および前記係数との積と、の和を前記所定期間分積分して前記第2の電力量を算出する、
ことを特徴とする請求項2記載の充電率算出装置。
The first rotating electrical machine is a motor for driving the driving wheels of the vehicle;
The first power calculation unit calculates the first power amount by integrating a product of an output voltage of the battery at a predetermined time and an output current of the battery at the predetermined time for a predetermined period,
The second power calculation unit is configured to multiply the output torque of the motor at the predetermined time, the number of rotations of the motor at the predetermined time, and a predetermined coefficient, and the second rotating electric machine at the predetermined time. The second electric energy is calculated by integrating the sum of the output torque, the product of the rotation speed of the second rotating electrical machine at the predetermined time and the coefficient for the predetermined period,
The charging rate calculation apparatus according to claim 2.
前記異常判定部は、前記第1の電力量または前記第2の電力量の少なくともいずれかが所定電力値以上となった際に前記第1の電力量と前記第2の電力量との差分を算出し、
前記差分が所定電力値以上と判定した際に、前記充電率に異常ありと判定する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の充電率算出装置。
The abnormality determination unit calculates a difference between the first power amount and the second power amount when at least one of the first power amount and the second power amount becomes a predetermined power value or more. Calculate
When it is determined that the difference is equal to or greater than a predetermined power value, it is determined that the charging rate is abnormal.
The charging rate calculation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記異常判定部は、前記第1の電力量が前記第2の電力量よりも先に前記所定電力値以上となった場合、前記電流検出部に異常があると判定する、
ことを特徴とする請求項4記載の充電率算出装置。
The abnormality determination unit determines that the current detection unit is abnormal when the first power amount becomes equal to or greater than the predetermined power value before the second power amount.
The charging rate calculation apparatus according to claim 4, wherein:
前記異常判定部は、所定の基準時から積算した前記第2の電力量が所定の積算値以上であるのに対して、前記基準時から積算した前記第1の電力量が0または0の近傍値である場合、前記充電率に異常があると判定する、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の充電率算出装置。
The abnormality determination unit is configured such that the first electric energy accumulated from the reference time is 0 or near 0, while the second electric energy accumulated from the predetermined reference time is equal to or greater than a predetermined integrated value. If it is a value, it is determined that the charging rate is abnormal.
The charging rate calculation apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
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